Desenhe as estruturas de Lewis para cada um dos seguintes íons ou moléculas. Identifique aqueles que não obedecem à regra do octeto e explique por que isso ocorre. (a)
; (b)
; ©
; (d)
; (e)
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício que pede para desenhar as estruturas de Lewis de algumas moléculas e íons:
,
,
,
e
. A matéria aqui é sobre estruturas de Lewis e a regra do octeto. Vamos precisar saber como contar os elétrons de valência, distribuir esses elétrons para formar ligações e verificar se cada átomo tem 8 elétrons ao seu redor.
Passo 2
Vamos começar com o íon sulfato, mas como o exercício não inclui ele, vamos direto para os itens pedidos. Primeiro, vamos ver como desenhar a estrutura de Lewis para cada uma das espécies listadas.
Passo 3
(a)
-
Contar os elétrons de valência:
- Carbono © tem 4 elétrons de valência.
- Cada oxigênio (O) tem 6 elétrons de valência.
- Como são 3 oxigênios:
. - O íon tem uma carga de
, então adicionamos 2 elétrons. - Total:
elétrons.
-
Desenhar a estrutura inicial:
- Colocar o carbono no centro e ligar aos três oxigênios.
-
Distribuir os elétrons:
- Cada ligação C-O usa 2 elétrons.
- 3 ligações:
elétrons. - Restam
elétrons para os pares solos.
-
Completar os octetos:
- Distribuir os 18 elétrons restantes nos oxigênios.
- Cada oxigênio já tem 2 elétrons nas ligações, então precisam de mais 6 para completar o octeto.
-
Verificar a regra do octeto:
- O carbono está no centro com 6 elétrons ao redor (três ligações simples).
- Para completar, formamos ligações duplas com um dos oxigênios.
- A estrutura final tem ressonância, onde as ligações duplas se alternam entre os oxigênios.
Observação: O carbono inicialmente não completa o octeto, mas ao formar ligações duplas, todos os átomos alcançam o octeto.
Passo 4
(b)
-
Contar os elétrons de valência:
- Boro (B) tem 3 elétrons de valência.
- Cada hidrogênio (H) tem 1 elétron de valência.
- Total:
elétrons.
-
Desenhar a estrutura inicial:
- Colocar o boro no centro e ligar aos três hidrogênios.
-
Distribuir os elétrons:
- Cada ligação B-H usa 2 elétrons.
- 3 ligações:
elétrons. - Todos os elétrons estão usados.
-
Verificar a regra do octeto:
- Cada hidrogênio tem 2 elétrons (aula completa).
- O boro tem apenas 6 elétrons ao seu redor.
Conclusão:
não obedece à regra do octeto porque o boro fica com apenas 6 elétrons. Isso ocorre porque o boro é um elemento que frequentemente forma compostos com menos de 8 elétrons ao redor.
Passo 5
©
-
Contar os elétrons de valência:
- Iodo (I) tem 7 elétrons de valência.
- Como são 3 iodos:
. - O íon tem uma carga de
, então adicionamos 1 elétron. - Total:
elétrons.
-
Desenhar a estrutura inicial:
- Colocar um iodo central e os outros dois ligando a ele.
-
Distribuir os elétrons:
- Cada ligação I-I usa 2 elétrons.
- 2 ligações:
elétrons. - Restam
elétrons para os pares solos.
-
Completar os octetos:
- Distribuir os 18 elétrons nos três iodos.
- Cada iodo gera pares solos ao redor.
-
Verificar a regra do octeto:
- O iodo central tem 8 elétrons (três pares solos e duas ligações).
- Os iodos laterais têm 8 elétrons cada.
Conclusão:
obedece à regra do octeto para todos os átomos.
Passo 6
(d)
-
Contar os elétrons de valência:
- Germânio (Ge) tem 4 elétrons de valência.
- Cada flúor (F) tem 7 elétrons de valência.
- Como são 4 flúores:
. - Total:
elétrons.
-
Desenhar a estrutura inicial:
- Colocar o germânio no centro e ligar aos quatro flúores.
-
Distribuir os eletrões:
- Cada ligação Ge-F usa 2 elétrons.
- 4 ligações:
elétrons. - Restam
elétrons para os pares solos.
-
Completar os octetos:
- Distribuir os 24 elétrons nos flúores.
- Cada flúor já tem 2 elétrons nas ligações, então precisam de mais 6 para completar o octeto.
-
Verificar a regra do octeto:
- O germânio tem 8 elétrons ao seu redor (quatro ligações simples).
- Cada flúor tem 8 elétrons.
Conclusão:
obedece à regra do octeto para todos os átomos.
(e)
-
Contar os elétrons de valência:
- Arsênico (As) tem 5 elétrons de valência.
- Cada flúor (F) tem 7 elétrons de valência.
- Como são 6 flúores:
. - O íon tem uma carga de
, então adicionamos 1 elétron. - Total:
elétrons.
-
Desenhar a estrutura inicial:
- Colocar o arsênico no centro e ligar aos seis flúores.
-
Distribuir os elétrons:
- Cada ligação As-F usa 2 elétrons.
- 6 ligações:
elétrons. - Restam
elétrons para os pares solos.
-
Completar os octetos:
- Distribuir os 36 elétrons nos flúores.
- Cada flúor já tem 2 elétrons nas ligações, então precisam de mais 6 para completar o octeto.
-
Verificar a regra do octeto:
- O arsênico tem 12 elétrons ao seu redor (seis ligações simples).
- Isso excede o octeto.
Conclusão:
não obedece à regra do octeto porque o arsênico possui mais de 8 elétrons ao seu redor. Isso acontece porque elementos como o arsênico podem expandir seu octeto usando orbitais d disponíveis.
Resposta
As estruturas de Lewis ficaram assim:
- (a)
: Carbono central com três oxigênios ligados, uma das ligações é dupla em ressonância. Obedece à regra do octeto. - (b)
: Boro no centro ligado a três hidrogênios, com apenas 6 elétrons ao redor do boro. Não obedece à regra do octeto. - ©
: Iodo central ligado a dois iodos com pares solos. Obedece à regra do octeto. - (d)
: Germânio central ligado a quatro flúores, todos com octetos completos. Obedece à regra do octeto. - (e)
: Arsênico central ligado a seis flúores, com 12 elétrons ao redor do arsênico. Não obedece à regra do octeto.